¿Por qué nos hacemos viejos? ¿Por qué tenemos que morir? Estas preguntas han sido uno de los grandes retos de la humanidad. Lo podemos ver en las religiones, que han creado diferentes justificaciones para la muerte; o en la gran cantidad de leyendas que hay sobre una Fuente de la Juventud.

No podemos explicar qué es el envejecimiento sin recurrir al concepto de evolución. Como dijo el genetista Theodore Dobzhansky: «Nada en biología tiene sentido excepto a la luz de la evolución».

 

Una etapa a la sombra de la selección natural

“The Strength of Age” By Philippe Leone © Unsplash | CC BY 4.0

El mecanismo básico con el que actúa la evolución para provocar los cambios en los organismos se llama selección natural: las diferentes características que presentan los individuos de una misma especie definirán su probabilidad para reproducirse y sobrevivir, provocando que los caracteres se vayan adaptando al medio donde viven. Es decir, las especies tratarán de preservar los rasgos de los individuos que favorezcan su supervivencia. Si la selección quiere garantizar la reproducción y la supervivencia de las especies, ¿por qué existe todavía la muerte? ¿Y la vejez, que aparentemente no supone ningún beneficio?

La respuesta es sencilla: está fuera de las capacidades de las especies evitar su muerte1. Su explicación, sin embargo, necesita de un poco más de detalle. Fijémonos en la naturaleza: la causa de muerte de la gran mayoría de los individuos es totalmente ajena a ellos mismos. Se puede deber a depredadores, infecciones por patógenos o incluso accidentes. Es lo que se conoce como mortalidad extrínseca. Esta mortalidad establece un periodo en la vida de una especie, la juventud, donde la gran mayoría de los individuos tienen una alta probabilidad de encontrarse vivos y, por lo tanto, allí se centra su etapa reproductiva.

Los recursos que disponemos para vivir son limitados: adquirimos una cierta cantidad y debemos distribuirlos según nuestras necesidades. Hay un compromiso entre el mantenimiento del cuerpo y la reproducción2. Si lo dedicamos todo a que nuestro cuerpo dure muchos años, disminuyen los recursos que nos quedan para reproducirnos. Y viceversa.

Por culpa de tal compromiso, centramos los recursos para la reproducción en el primer periodo de la vida, donde es muy probable que estemos vivos. Así nos aseguramos de pasar nuestros genes a nuestros descendientes. Una vez pase este periodo, el cuerpo ya no está preparado para la supervivencia. Es como si hubiésemos hecho un sprint y el envejecimiento fuera el cuerpo cansado y agotado que nos queda después. Además, como la mayoría de los individuos ya nos habremos reproducido, la fuerza de la selección natural se reduce drásticamente. Medawar, Haldane y Williams, en la segunda mitad del siglo XX, fueron los primeros en definir esta idea, con ayuda de modelos matemáticos3.

El cuerpo está preparado para ser el mejor un determinado número de años y lo que pase tras reproducirte “no le importa a la evolución”. Entonces, quedamos a la deriva de una época conocida como envejecimiento. Arcadi Navarro, profesor investigador del Insituto Catalán de Investigación y Estudios Avanzados de la Universidad Pompeu Fabra (ICREA-UPF), lo resume con estas palabras: «La selección natural prefiere jóvenes sanos, aunque el precio a pagar sean adultos enfermos». Para encontrar la Fuente de la Juventud, deberemos sobrepasar a la evolución.

 

MUERTE CELULAR PROGRAMADA o APOPTOSIS – La máquina de la autodestrucción

Un caso curioso relacionado con la muerte es la apoptosis. Se trata de un proceso que ocurre en el interior de nuestras células y que provoca su destrucción. Aunque parezca perjudicial, la apoptosis es necesaria para nuestra vida. Por ejemplo, permite que organismos multicelulares, como los humanos, «castiguen» a las células que se rebelan de su función específica, garantizando el funcionamiento correcto y coordinado de todo nuestro cuerpo. Tal rebelión es conocida como cáncer. Ante una célula potencialmente cancerosa se activa un sistema de control que desencadena la apoptosis y destruye la amenazas4.

¿En qué momento obtuvimos una maquinaria que causa la muerte de nuestras propias células? Lo más fascinante de la respuesta es que el origen de la apoptosis se remonta a cuando sólo había seres unicelulares, lo que implica que la apoptosis mataba la única célula de la que disponía el organismo. El fitoplancton es un conjunto de organismos unicelulares que viven en colonias y que existían hace 2.800 millones de años. Ellos captaron la maquinaria para la apoptosis de los virus que los infectaban. Aunque fuera una herramienta que utilizaban los virus contra ellos, las células supieron aprovecharlo y utilizarlo en su contra. Cuando las células eran infectadas, activaban la apoptosis y se autodestruían, aniquilando a los virus que había en su interior. De esta forma, evitaban que la infección se extendiera por toda la colonias5. Como dice Salvador Espriu en su poema La pell de brau: «A veces es necesario y forzoso que un hombre muera por un pueblo, pero nunca ha de morir todo un pueblo para un solo hombre

 

 

Lo que realmente significa hacerse viejo

El trasfondo evolutivo que hemos visto explica la existencia de un envejecimiento en cuanto a individuos enteros. ¿Pero qué está pasando en nuestro interior? ¿Cómo envejecen las células de nuestro cuerpo?

Una de las teorías más aceptadas que explica el envejecimiento celular es la acumulación de mutaciones. A lo largo de nuestra vida, las células se dividen para formar nuevas. Durante este proceso, copian su material genético y, en ocasiones, se generan errores. La mayoría suelen ser detectados y revertidos de alguna forma. Pero cuando se llega al envejecimiento, todos los errores que hayan podido establecerse quedarán almacenados y supondrán un riesgo para la célula6.

Si quieres conocer la otra teoría que explica el envejecimiento juntamente con la acumulación de mutaciones, puedes consultarlo aquí.

 

La cuenta atrás hacia la senescencia

En la imagen se pueden observar las regiones teloméricas (rosa) en los extremos de los cromosomas. «Telomeres on a chromosome» © AJC1 | CC BY-SA 4.0

Una de las causas más estudiadas del envejecimiento se relaciona con los telómeros. Estos son los extremos del ADN que conforma los cromosomas y su función es esencial, ya que protegen al material genético de ser degradado.

La maquinaria de reparación podría confundir el extremo de un cromosoma con un corte en el ADN y trataría de componerlo. Para evitar que esto ocurra, lo que hacen los telómeros es plegar la cadena de ADN formando un círculo para cerrarla, ocultando así el extremo. Con cada replicación, los telómeros van acortándose debido al propio mecanismo de replicación, que deja una de las cadenas inacabada. Cuando los telómeros alcanzan niveles críticos de longitud, la célula activa unas señales para evitar su división7. Los telómeros son un claro ejemplo de la teoría de acumulación de errores que hay a lo largo de nuestra vida y que acaba perjudicando nuestro cuerpo en la vejez.

Hay una proteína, la telomerasa, que tiene la función de alargar los telómeros. Pero la telomerasa solo se encuentra en determinados tipos celulares (como las células madre). ¿Por qué no todas las células de nuestro cuerpo disponen de ella? La razón es que el acortamiento de los telómeros tiene también su parte beneficiosa: es una barrera de control contra el cáncer. El cáncer es una enfermedad asociada con la edad, ya que su frecuencia se incrementa con el envejecimiento. Para que se formen tumores, se han de acumular ciertos errores en el ADN de una misma célula. Para disminuir la probabilidad de esta acumulación, las células tienen la «barrera» telomérica que limita sus divisiones. Entonces, un precio a pagar para evitar el cáncer es hacernos viejos.

 

Un estudio reciente ha demostrado que el ritmo con el que se acortan los telómeros puede ser utilizado para predecir la esperanza de vida8. Antes, se pensaba que era la longitud inicial de los telómeros la que determinaba la esperanza de vida. 

 

 

Dime que comes y te diré cuánto vives

«Friends eating lunch in diner» – By Dan Gold © Unsplash | CC BY 4.0

Hay muchos estudios realizados para ver la relación existente entre la dieta y el envejecimiento. La señalización que se activa en las células cuando ingerimos alimentos está relacionada con nuestro metabolismo y, por consiguiente, con los cambios que suceden en nuestro cuerpo. Si se incrementan estas señales, se podría llegar a acelerar el envejecimiento. Pero lo más interesante es el caso contrario…

Se ha visto que, si se reduce la ingesta calórica en ratones, sin llegar a niveles de malnutrición, se puede prolongar la esperanza de vida hasta en un 60%. Lo mismo ocurre con muchas especies más, como con las moscas de la fruta o la levadura. Además, no sólo prolonga la longevidad: se ha visto que en los primates viejos se disminuye el riesgo de diabetes o enfermedades cardiovasculares9.

Se han estudiado las señales que ocurren en las células cuando ingerimos nutrientes y se han descubierto algunos protagonistas: como el gen llamado TOR (del inglés target of rapamicine). Reducir la acción de TOR puede llegar a prolongar el promedio de vida de los ratones estudiados. Esto lo consigue protegiéndolos contra el cáncer o posponiendo la degeneración del cuerpo durante el envejecimiento10.

Se podría pensar que eliminar a TOR nos aportaría muchos beneficios, pero este gen es clave en múltiples reacciones que ocurren en nuestro cuerpo, como el desarrollo. Sin embargo, se han estudiado inhibidores de TOR, como la rapamicina, que administrados en el momento oportuno podrían implicar un aumento de la longevidad. Todavía es pronto, ya que la rapamicina tiene efectos no deseados, como la degeneración testicular11.

Si no… siempre tenemos la opción de reducir nuestra ingesta calórica para vivir más tiempo. Pero seguramente muchos no estaríamos dispuestos a hacer este sacrificio.

 

Conclusiones

Hemos visto que el envejecimiento no es otra cosa que un efecto secundario de la evolución a la cuál le interesa tener jóvenes lo más aptos posibles para reproducirse. Para eso, los individuos más viejos quedan escondidos bajo su sombra.

Concretamente, el envejecimiento significa un acortamiento de los telómeros y una alteración en la señalización de la ingesta. Pero hay muchas más causas12. El envejecimiento es el conjunto de los deterioros que van ocurriendo en la célula y que en un determinado momento acabarán manifestándose.

Hoy en día la medicina trata de remediar cada mal que aparece a causa de la vejez, como la artritis, la demencia o la diabetes. Pero para conseguir detener el envejecimiento, tendríamos que eliminar el problema de raíz. Tendríamos que ganarle la partida a la evolución.

 

Elisa Albiñana

 

 

 

Para saber más

  • Si quieres saber más sobre el envejecimiento de la mano de María A. Blasco, directora del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas, en esta entrevista responde las preguntas que más nos hacemos sobre el tema.
  • Si te ha resultado interesante la muerte celular programada, puedes obtener una visión más amplia sobre el origen de la muerte en este artículo de la revista Nature.
  • Este artículo te ayudará a comprender mejor el compromiso evolutivo que trata de garantizar la reproducción y la supervivencia de los individuos.
  • Por otro lado, este vídeo del proyecto europeo HEIRRI (Higher Education Institutions and Responsible Research and Innovation) realizado por el CCS-UPF, te hace darte cuenta de las implicaciones sociales y económicas que tiene la investigación científica sobre salud y envejecimiento.

 

Referencias

  1. Fabian, D. & Flatt, T. (2011)The Evolution of Aging. Nature Education Knowledge 3(10):9
  2. Rose, M. R., Burke, M. K., Shahrestani, P., & Mueller, L. D. (2008). Evolution of ageing since Darwin. Journal of genetics87(4), 363.
  3. Maklakov, A. A., & Immler, S. (2016). The expensive germline and the evolution of ageing. Current Biology26(13), R577-R586.
  4. Rich, T., Allen, R. L., & Wyllie, A. H. (2000). Defying death after DNA damage. Nature407(6805), 777-783.
  5. Lane, N. 2008 Origins of Death. Nature 453, 583-585.
  6. Hoeijmakers, J. H. (2009). DNA damage, aging, and cancer. New England Journal of Medicine361(15), 1475-1485.
  7. Shay, J. W. (2016). Role of telomeres and telomerase in aging and cancer. Cancer discovery6(6), 584-593.
  8. Whittemore, K., Vera, E., Martínez-Nevado, E., Sanpera, C., & Blasco, M. A. (2019). Telomere shortening rate predicts species life span. Proceedings of the National Academy of Sciences116(30), 15122-15127.
  9. Fontana, L., Partridge, L., & Longo, V. D. (2010). Extending healthy life span—from yeast to humans. science328(5976), 321-326.
  10. Harrison, D. E., Strong, R., Sharp, Z. D., Nelson, J. F., Astle, C. M., Flurkey, K., … & Pahor, M. (2009). Rapamycin fed late in life extends lifespan in genetically heterogeneous mice. nature460(7253), 392-395.
  11. Wilkinson, J. E., Burmeister, L., Brooks, S. V., Chan, C. C., Friedline, S., Harrison, D. E., … & Woodward, M. A. (2012). Rapamycin slows aging in mice. Aging cell11(4), 675-682.
  12. López-Otín, C., Blasco, M. A., Partridge, L., Serrano, M., & Kroemer, G. (2013). The hallmarks of aging. Cell153(6), 1194-1217.

 

 

 





firma
Este blog cuenta con la financiación de la Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología (FECYT) y el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades